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改进Schnerr-Sauer模型在水翼空化模拟中的评估分析
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:S277.9[农业科学—农业水土工程;农业科学—农业工程] TH311[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]江苏大学流体机体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013, [2]埃因霍分理工大学机械工程系,埃因霍分5612AZ荷兰
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(51239005); 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYLX_1040); 江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)
中文摘要:

为了提高Schnerr-Sauer模型模拟空化流动的能力,基于Rayleigh-Plesset方程和均相流假设建立了一种修正的Schnerr-Sauer空化模型,修正后的模型考虑了湍动能引起的脉动压力和不可凝结气体的影响。联立涡粘度系数修正的SST k-ω湍流模型,对绕二维Clark-Y翼型空化流进行了非定常数值计算,得到了时均化升阻力系数随空化数的变化曲线、云状空化时空泡周期性演变及其水平速度分布规律。通过与已有文献的实验结果对比分析得到,采用修正后的空化模型计算得到的时均化升阻力系数与实验值更为接近,并能较准确地捕捉升阻力系数随空化数的特殊变化规律;修正后的Schnerr-Sauer模型能准确地模拟翼型表面空化云的初生、成长、脱落和溃灭的全过程。本文的研究结果验证了修正后的Schnerr-Sauer模型在水翼空化流数值计算中的可靠性和准确性。

英文摘要:

To enhance the capability of Schnerr-Sauer model in simulating cavitating flows,in this study,we developed an improved Schnerr-Sauer model based on the Rayleigh-Plesset equation and homogeneous flow assumption.The model considers the effects of turbulent fluctuation and noncondensable gas. The unsteady cavitating flow over a two-dimensional Clark-Y hydrofoil was numerically investigated combined with the SST k-ω turbulence model,in which the turbulence eddy viscosity is corrected. We obtain the time-averaged lift and drag coefficients,the cavity shape evolution at cloud cavitation,and its x-velocity profiles from these calculations. Compared with available experimental data in the literature,the time-averaged lift and drag coefficients predicted from the improved SchnerrSauer model agree better with the experimental results than with those of the original. In addition,the modified model can accurately predict the characteristics of the time-averaged lift and drag coefficients during different cavitation conditions. Moreover,the improved model can better simulate the inception,growth,shedding,and collapse of cloud cavitation than the original model. The overall results prove the reliability and accuracy of the improved Schnerr-Sauer model in cavitating flow simulations over a hydrofoil.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
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  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
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  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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